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中科院，港中大PNAS基因编辑研究新成果

2012.10.16

　　近日来自香港中文大学、中科院广州生物医药与健康研究院等机构的研究人员成功利用遗传工程转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)技术在爪蟾胚胎中获得了高效的靶向基因破坏。相关论文“Efficient targeted gene disruption in Xenopus embryos using engineered transcription activator-like effector nucleases (TALENs) ”发表在10月8日的《美国科学院院刊》(PNAS)上。

　　来自中科院广州生物医药与健康研究院的陈永龙(Yonglong Chen)研究员以及香港中文大学的赵晖(Hui Zhao)、Christopher H. K. Cheng和美国国立卫生研究院的Igor B. Dawid为这篇文章的共同通讯作者。

　　TALENs是一种可靶向特异DNA序列的酶，它借助于TAL效应子一种由植物细菌分泌的天然蛋白来识别特异性DNA碱基对。TAL效应子可被设计识别和结合所有的目的DNA序列。对TAL效应子附加一个核酸酶就生成了TALENs。TAL效应核酸酶可与DNA结合并在特异位点对DNA链进行切割，从而导入新的遗传物质。

　　相比于传统的锌指核酸酶(ZFNs)技术，TALENs具有独特的优势：TALENs更便宜、更有效。可以靶向更长的基因序列，并且相对更容易于构建。已成为了科研人员用于研究基因功能和潜在基因治疗应用的重要工具。

　　在这篇文章中，研究人员报道证实TALENs可在爪蟾胚胎中以可靠的高效率诱导体细胞突变，且这些突变可通过种系传播遗传下去。研究人员改良了 TALEN组装的“金门”策略，生成了更适合于RNA转录的产物，并通过显微注射到爪蟾胚胎中。研究人员构建了八对TALENs靶向8个爪蟾基因，证实所有均导致了靶向位点缺失突变，效率高达95.7%。此外，研究人员还证实TALENs诱导的突变可以非常高效地通过种系传递至F1代爪蟾。结合简单可靠的 PCR技术检测TALEN诱导的突变，新研究结果表明TALENs是爪蟾中靶向性基因编辑或敲除的一种有效的工具。

　　近期陈永龙课题组与赵晖课题组展开了广泛的合作，取得了一系列的突破性研究进展。不久前，他们获得了首个腹部胰腺前体细胞特异基因。借助通过基因芯片筛选获得的首个腹部胰腺前体细胞特异表达的标记基因vpp1，在非洲爪蛙胚胎中发现转录因子hhex决定腹部胰腺前体细胞的形成。这一研究成果也发表在近期的PNAS杂志上。

体细胞转录因子健康研究

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周锦帆